车辆驱动装置及其使用的电路装置的制作方法

专利名称：车辆驱动装置及其使用的电路装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及车辆驱动装置及在该车辆驱动装置中使用的电路装置，具 体涉及一种用于提高车辆的行驶性能的技术。
背景技术：
作为用于提高车辆的行驶性能的背景技术，公知有例如专利文献1 3 所公开的内容。专利文献l中公开了一种当电动机的转速为零时，随着转速在负方向 增加而以正的值在正方向逐渐增加电动机的扭矩指令值的电动机控制技 术。另外，专利文献2中公开了一种若检测到倒滑(roll back)，则与没 有检测到倒滑时相比，增加电动机的车辆行进方向的驱动力的车辆驱动技 术。这些公开技术都基于不发生倒滑的防倒滑装置(hill holder)而进行考 虑。专利文献3中公开了一种控制技术，在由内燃机驱动前后轮的一方、 由电动机驱动另一方的车辆中，如果在坡路上进行坡道出发时车辆后退， 判定为倒滑状态时，将电动机的目标扭矩降低与车辆的后退速度对应的 量，直到后退速度成为倒滑处理开始速度为止。专利文献3所公开的技术 用于抑制对从电动机到车轮的扭矩传递系统产生过大的扭矩。专利文献1特开2002 — 58101号公报专利文献2特开2006—311644号公报专利文献3特开2006—101642号公报近年来，以电车及混合动力电车为代表，增加了以电动机为驱动源的 汽车。这种汽车由于能够减少车辆的排气或使排气为零，所以有益于环境 保护，并且由于能够灵活运用电动机的响应性，在车辆行驶的各种情况下 都可利用电动机的驱动力，因此，能够提高车辆的行驶性能。例如如专利文献1 3所公开的技术那样，通过在车辆倒滑的抑制中利用电动机的驱 动力，可提高车辆在坡道出发时的行驶性能。为了今后进一步普及以电动机为驱动源的汽车，需要更加提高以电动 机为驱动源的汽车的商品性。为了实现该目的，需要在车辆行驶的各种情 况下更有效地利用电动机的驱动力、或将车辆行驶的各种情况下的电动机 的驱动控制为最佳等，来进一步提高车辆行驶的各种情况下车辆的行驶性 能。例如当车辆在坡道出发时，在坡道为陡峭梯度的情况下，车辆在从解 除制动器之后到踩踏油门为止的期间会加速倒滑，如果该倒滑速度过大， 则难以使车辆从倒滑状态脱离。因此，作为进一步提高车辆行驶性能的方 法，可考虑抑制倒滑的加速，来提高车辆的坡道出发特性。发明内容本发明的代表之一，提供一种能够进一步提高车辆的行驶性能的车辆 驱动装置用电路装置。这里，本发明的一个代表特征是，当车辆向与行进方向相反的方向后 退、且该速度超过后退限制速度时，对后退速度进行限制。根据本发明的代表之一，由于对后退速度进行限制，所以，能够抑制 后退速度的加速增加，可使车辆容易地脱离后退状态。另外，本发明的另一个代表，提供一种能够进一步提高车辆行驶性能的车辆驱动装置。 发明效果根据本发明的代表之一，由于能够使车辆容易地脱离后退状态，所以， 可提高车辆的坡道出发特性。因此，根据本发明的代表之一，进一步提高 了车辆的行驶性能。车辆行驶性能的提高使搭载有电动驱动装置的车辆的商品性进一步 提高，有益于搭载有电动驱动装置的车辆的普及。


图1是表示本发明第一实施例的四轮驱动车的驱动系统的构成的俯视图。图2是表示图1的电动驱动系统的构成框图。图3是表示在图1的电动驱动系统的电路装置中设置的四轮驱动控制 装置的构成框图。图4是表示在图1的电动驱动系统的电路装置中设置的电动机控制装 置的构成框图。图5是表示图4的电动机控制装置的电动机控制部的构成框图。图6是表示图5的电动机控制部的倒滑控制部的构成框图。图7是表示图6的倒滑控制部的扭矩确定部的构成框图。图8是表示图5的电动机控制部的变换器控制部的构成框图。图9是表示图5的电动机控制部的电容器电压控制部的构成框图。图10是表示图5的电动机控制部的电动机磁场电压控制部的构成框图。图11是表示图4的电动机控制装置的发电控制部的构成框图。 图12是表示图1的电动驱动系统的电路装置的四轮驱动控制处理整 体流程的流程图。图13是表示图12的四轮驱动控制处理中、包括倒滑速度限制控制的 电动机控制处理流程的流程图。图14是表示图13的倒滑速度限制控制时车辆的动作的图，分别表示 运转模式相对时间变化的迁移、车轮速度(倒滑速度)的变化、制动器及 油门的状态变化。图15是表示本发明第二实施例的电动机控制部的倒滑控制部的构成 框图。图16是表示本发明第三实施例的电动机控制部的倒滑控制部的构成 框图。图17是表示本发明第四实施例的四轮驱动车的驱动系统的构成俯视图。.图中100—电路装置，120—电动机控制装置，150 —倒滑控制部， 160—变换器控制部，200 —驱动专用发电机，400 —变换器装置，500—电 动机。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的实施例进行说明。在以下的实施例中，举例说明将本发明应用到汽车用电动驱动系统的 情况。应用了本发明的电动驱动系统还可以作为驱动系统被汽车以外的车 辆采用。尤其优选应用到在处于梯度陡峭的坡道时，驾驶者解除制动器而 踩踏油门期间，车体逆着爬行扭矩向与行进方向相反的方向后退的车辆。这里，后退分别是指当车辆向行进方向前进时(移动范围位置(自动变速器的情况下)为"D"时)发生后退的情况、当车辆向行进方向后退 时(移动范围位置(自动变速器的情况下)为"R"时)发生前进的情况。 另外，后退也被称作倒滑、下滑或滑落。在本说明书中，有时也替代后退 这一用语而使用倒滑、下滑或滑落的表现方式。实施例1根据图1 图14，对本发明的第一实施例进行说明。本实施例是将采用了本发明的电动驱动系统应用到不具有电动机驱 动用电池的四轮驱动式混合动力电车的例子。首先，利用图1，对不具有电动机驱动用电池的四轮驱动式混合动力 电车的驱动系统的构成进行说明。其中，图1中分别通过细的实线标记表示传送控制信号的控制线缆， 通过比表示控制线缆的实线粗的实线表示供给电能的电缆。这在后述的图 2中也同样。不具有电动机驱动用电池的四轮驱动式混合动力电车(下面记述为 "四轮驱动车1")，是按照由作为内燃机的发动机6驱动前轮2 (主轮)， 由作为旋转电机的电动机500驱动后轮4 (从轮)的方式，具备基于发动 机6的驱动系统和基于电动机500的驱动系统的复合驱动型车辆。发动机 6是构成前轮2的主驱动系统的动力源，在车辆行驶范围的整个区域中通 过热能产生旋转动力。电动机500是构成后轮4的从驱动系统的动力源， 在从车辆出发时开始到仅利用发动机6的行驶速度区域为止的期间、及在结冰的路面等路面的摩擦系数y小的行驶路中被发动机6驱动的前轮2发生打滑而无法将发动机6的动力传递到路面时，通过电能产生旋转驱动力。 另外，在本实施例中，举例说明了由发动机6驱动前轮2、由电动机 500驱动后轮4的情况，但也可以由发动机6驱动后轮4、由电动机500 驱动前轮2。发动机6的旋转动力通过自动变速器7进行变速之后，经由动力传递 机构8传递给前轮2的驱动轴3。由此，前轮2在车辆行驶范围的整个区 域中都由发动机6驱动。车载辅机用发电机9及驱动专用发电机200通过传动带以机械方式与 发动机6连接。两个发电机接受发动机6的旋转动力而动作，分别产生用 途不同的电力。车载辅机用发电机9构成车载14伏特系电源，产生用于对额定输出 电压为12伏特的车载电池10进行充电的直流电力及用于驱动车载辅机用 的直流电力。驱动专用发电机200构成了专门产生电动机500的驱动用电力的电动 机电源，并且，构成可输出高于车载辅机用发电机9的电力的车载42伏 特系电源，根据对电动机500的要求驱动力，使输出电压在0伏特到50 伏特或60伏特的范围中可变。另外，在本实施例中举例说明具备驱动专用发电机200作为电动机 500的电源的情况。该情况下，不需要搭载电动机驱动专用大容量电池， 相应地可减小从驱动轮(本实施例中为后轮4)的从驱动系统的搭载空间， 并且，与通过发动机的动力驱动前后轮的机械式四轮驱动车相比，可廉价 地提供从驱动轮的从驱动系统。而且，在本实施例中，由于以驱动专用发电机200作为电源，通过低 电压、大电流驱动电动机500，所以，能够输出车辆的行驶性能中所要求 的高扭矩，从而可提供不逊色于通过发动机的动力来驱动前后轮的机械式 四轮驱动车的从驱动系统。车载辅机用发电机9及驱动专用发电机200与发动机6 —同配置在发 动机室中。由于驱动专用发电机200是水冷密闭型旋转电机，所以，驱动 专用发电机200相对发动机6的安装位置，可以位于比作为空冷开放型旋转电机的车载辅机用发电机9相对发动机6的安装位置低的位置。在本实施例中，由于如上所述，不具备电动机驱动用电池，所以，从驱动专用发电机200输出的直流电力可经由继电器300直接输入到变换器 装置400的直流侧。变换器装置400将输入的直流电力转换成电动机500 的驱动所需要的三相交流电力，并将该转换后的三相交流电力向电动机 500供给。电动机500接收三相交流电力而动作，产生后轮3的驱动所需 要的旋转动力。电动机500的旋转动力经由与电动机500的输出侧连接的离合器600、 及与离合器600的输出侧连接的差动齿轮700，传递到后轮4的驱动轴5。 由此，在从车辆出发时开始到仅利用发动机6的行驶速度区域为止的期间、 及在结冰的路面等路面的摩擦系数P小的行驶路中被发动机6驱动的前轮 2发生打滑而无法将发动机6的动力传递到路面时，后轮4被驱动。因此， 根据本实施例的从驱动系统，在使车辆稳定的同时可以通过高扭矩使其出 发及行驶，当前轮2发生打滑时，能够迅速掌控前轮2，使车辆在摩擦系 数P小的行驶路上稳定且可靠地行驶。差动齿轮700是用于将电动机500的旋转动力分配给左右驱动轴5的 动力传递机构，与用于减小电动机500的旋转动力的减速器一体设置。电动机500及变换器装置400靠近配置，位于从车辆的后部座位到储 藏室的地板下方，并且设置在差动齿轮700的附近的狭小空间。另外，在本实施例中，举例说明了将电动机500及变换器装置400独 立设置的情况，但也可以是将二者构成一体的单元(机电一体)结构。该 情况下，可实现设备的小型化、提高对车辆的搭载性。而且，电动机500与离合器600及差动齿轮700也可构成一体的单元结构。离合器600是通过电磁力控制两块离合板由此控制动力传递的电磁式 动力切断机构，在从车辆出发时开始到仅利用发动机6的行驶速度区域为 止的期间、及在结冰的路面等路面的摩擦系数P小的行驶路中被发动机6 驱动的前轮2发生打滑而无法将发动机6的动力传递到路面时，将两块离 合板连结，按照电动机500的旋转动力传递给差动齿轮700的方式进行控 制，在处于只利用发动机6的行驶速度区域时，释放两块离合板，按照从电动机500向差动齿轮700传递旋转动力被切断的方式进行控制。构成后轮4的从驱动系统的各设备的动作，由从电路装置100供给的 信号或电力控制。电路装置100具备根据程序来执行各设备的控制所需 要的运算的微机、预先存储有微机的运算所需要的程序或映像及参数等数 据的存储装置、以及搭载有集成了电阻等电路元件的集成电路(IC)等多 个电子部件的多个控制基板，构成了后述的四轮驱动控制装置、电动机控 制装置及斩波电路。作为电路装置100所掌控的控制有对向驱动专用发电机200供给的 磁场电流进行控制，来控制驱动专用发电机200的发电的磁场控制；控制 继电器300的接点的驱动，对驱动专用发电机200与变换器装置400之间 的电连接进行控制的继电器控制；控制变换器装置400的电力转换动作， 对电动机500的驱动进行控制的驱动控制；控制对电动机500供给的磁场 电流，来控制电动机500的驱动的磁场控制；及控制向离合器600供给的 励磁电流，来控制离合器600的连结/切断的离合器控制。构成后轮4的从驱动系统的各设备与电路装置IOO之间通过信号线缆 或电缆而电连接。车载电池10与电路装置100之间通过电缆而电连接。 对发动机6的构成设备(空气调节阀、给排气阀、燃料喷射阀)、构成变 速器7的变速机构及车载辅机用发电机9的动作进行控制的发动机控制装 置、及对构成防抱死制动系统的钳式缸体(calipercylinder)机构的动作进 行控制的防抱死制动系统控制装置等其他的车载控制装置(省略图示)与 电路装置100之间，通过局域网(LAN)线缆而电连接。由此，可在各车 载控制装置之间共有各车载控制装置的所有信息，电路装置IOO可以根据 需要从发动机控制装置分别取得发动机转速信号、变速位置信号、油门开 度信号及制动器行程信号，从防抱死制动系统控制装置取得车轮速度信号 作为输入信息，将这些输入信息利用到电路装置100的上述各控制中。另外，在本实施例中，举例说明由发动机控制装置对构成自动变速器 7的变速机构的动作进行控制的情况。当车辆搭载变速器控制装置时，构 成自动变速器7的变速机构的动作由变速器控制机构控制。该情况下，输 入到电路装置100的变速位置信号从变速器控制装置经由LAN线缆而取 得。接着，利用图2，对构成后轮4的从驱动系统的电动驱动系统的构成 进行具体说明。其中，图2省略了继电器300及离合器600的图示。电路装置100由四轮驱动控制装置110、电动机控制装置120及斩波 电路101、 102构成。另外，虽然本实施例中举例说明了将四轮驱动控制装置110、电动机 控制装置120及斩波电路101、 102作为一个电路装置100的情况，但也 可以将上述器件作为独立的个体。而且，还可以仅将四轮驱动控制装置110 独立，而将其他的器件构成一体。并且，本实施例中举例说明了将电路装置100与电动机500及变换器 装置400独立设置的情况。在使电动机500及变换器装置400成为机电一 体单元构造的情况下，也可以将电路装置100 —体组装到该单元中。此时， 四轮驱动控制装置110可以与电动机控制装置120及斩波电路101、 102 一同组装到单元内，也可以单独地设置在单元之外。另外，也可以将电动 机控制装置120组装于变换器装置400上，将斩波电路101组装于离合器 600上，将斩波电路102组装于电动机500上。四轮驱动控制装置IIO将由发动机控制装置11输出的变速位置信号、 油门开度信号、及由防抱死制动系统控制装置输出的车轮速度信号作为输 入信息，根据这些输入信息向电动机控制装置120输出电动机扭矩目标值信号作为输出信息。而且，四轮驱动控制装置iio根据输入信息分别向斩波电路101输出用于驱动离合器600的离合器控制指令信号、向继电器300 的驱动电路输出用于驱动继电器300的继电器控制指令信号作为输出信 息。并且，四轮驱动控制装置IIO输入后述的倒滑准备信号作为输入信息。 电动机控制装置120将由四轮驱动控制装置IIO输出的电动机扭矩目 标值信号、由发动机控制装置11输出的变速位置信号、油门开度信号、 发动机转速信号、及制动器行程信息信号、从后述的传感器440、 530输 出的电动机电枢电流信号、电动机磁场电流信号、电动机旋转信号、及电 容器电压信号(变换器输入电压信号)作为输入信息，根据这些输入信息， 分别向变换器装置400输出用于控制变换器装置400的驱动的变换器控制 指令信号、向斩波电路102输出用于控制电动机500的磁场电流的电动机磁场控制指令信号、向驱动专用发电机200的电压调节器240输出用于控 制驱动专用发电机200的磁场电流的发电机磁场控制指令信号、向四轮驱 动控制装置UO输出有备于对应车辆的倒滑、用于驱动继电器300及离合 器600的倒滑准备信号，作为输出信息。斩波电路101、 102的每一个是根据从四轮驱动控制装置110及电动 机控制装置120输出的指令信号，反复进行由车载电池10供给的电流的 通电与断电，来控制向对应的负载(励磁绕组或磁场绕组)供给的输出电 压的平均值，从而控制对应的负载中流过的电流的电流控制装置，由开关 半导体元件101a、 102a及用于对其进行驱动的驱动电路等构成。这里， 从车载电池10向离合器600的励磁绕组(省略图示)流动的励磁电流由 斩波电路101控制，从车载电池10向电动机500的转子520的磁场绕组 521流动的磁场电流由斩波电路102控制。驱动专用发电机200如上所述，是通过传送带接受发动机6的驱动力 而被驱动，将用于驱动电动机500所要求的电力提供给变换器装置400的 交流式同步旋转电机，由定子210、转子220、整流器230及电压调节器 240构成。定子210及转子220被配置成两者的中心轴同心，且相互在径向上对置。定子210是通过电枢绕组211巻绕于电枢铁心(省略图示)而构成的 电枢。转子220是将磁场绕组221巻绕到磁极铁心(省略图示)，并在周方 向邻接的爪状磁极之间设置长方体状永久磁铁(省略图示)而构成的 Limden 汝)构造的磁场，其中，所述磁极铁心在周方向交替配置有被磁化为一方磁性的爪状磁极和被磁化为另一方磁性的爪状磁极。永久 磁铁按照周方向的面的极性与周方向上对置的爪状磁极的磁性相同的方 式，沿周方向被磁化。整流器230是对从电枢绕组211输出的三相交流电力进行整流将其变换成直流电力的变换装置，由三相桥接整流电路构成，该三相桥接整流电 路是将两个二极管231串联电连接的串联电路以三相并联电连接(桥接) 的电路。电压调节器240是根据由电动机控制装置102输出的指令信号，控制 向磁场绕组221供给的磁场电流，从而对由驱动专用发电机200输出的发 电电压进行控制的电压控制装置，由开关半导体元件241及用于对其进行 驱动的驱动电路等构成。对于磁场绕组221中流过的磁场电流而言，在驱 动专用发电机200的起动时(发电量未达到规定值，无法确保规定的磁场 电流时)从车载电池10供给，在驱动专用发电机200起动后从整流器230 的输出侧供给。当由电压调节器240控制的磁场电流经由通过电刷与集电环的机械滑 动接触而实现电连接的导通机构(省略图示)，流入到磁场绕组221中时， 爪状磁极被磁化为对应的极性，由转子220产生的磁通可形成从爪状磁极 的一方经由定子210到达爪状磁极的另一方的磁回路。若在该状态下通过 发动机6的驱动力使转子220旋转，则从转子220输出的磁通与三相电枢 绕组2U交链，在三相电枢绕组2U的每一个中感应出电压。由此，可从 电枢绕组2U输出三相交流电力。所输出的三相交流电力通过整流器230 被整流为直流电力，并向变换器装置400供给。变换器装置400是根据由电动机控制装置120输出的指令信号，将从 驱动专用发电机200输出的直流电力变换为电动机500的驱动所需要的三 相交流电力，并将该变换后的三相交流电力提供给电动机500的电力变换 装置，由功率模块410、驱动电路420、平滑电路430及传感器440构成。功率模块410是通过开关半导体元件411的开关动作，将由驱动专用 发电机200供给的直流电力变换为三相交流电力的半导体电路装置，由电 力变换电路构成，电连接在驱动专用发电机200与电动机500之间，其中， 所述电力变换电路是将两个开关半导体元件411串联电连接的串联电路以三相并联电连接的(桥接)的电路。驱动电路420是根据由电动机控制装置120输出的指令信号、即与六 个开关半导体元件411的每一个对应的变换器控制指令信号，生成六个开 关半导体元件411的各自动作所需要的电容及电位驱动信号，并将该生成 的驱动信号向对应的开关半导体元件411的栅电极供给，来使对应的开关 半导体元件411接通、断开的电路，由集成有构成放大电路或电位变换电 路等的多个半导体元件等电路元件的集成电路(IC)构成。平滑电路430是除去由驱动专用发电机200供给的直流电力中含有的 脉动量，使提供给功率模块410的直流电力平滑的电路，由作为电容元件 的电容器431构成，并联电连接在功率模块410的直流侧与驱动专用发电 机200的输出侧之间。传感器440是用于对电容器电压、即由驱动专用发电机200向功率模 块410的直流侧施加的直流电压进行检测的电压传感器，及用于对从功率 模块410的交流侧(输出侧)向电动机500供给的电动机电枢电流进行检 测的电流传感器。除此之外，传感器440还可包括用于对功率模块410的 温度进行检测的温度传感器等。另外，图2中将电压传感器及电流传感器统一进行了图示，但在实际 的制品中，可分别设置在适当的测定位置。若以电流传感器为例，则电流 传感器被设置在功率模块410的输出端子或与其输出端子电连接的布线导体上。电动机500是被由变换器装置400输出的三相交流电力驱动而产生旋 转动力的绕组磁场型三相交流式同步旋转电机，由定子510、转子520及 传感器530构成。定子510及转子520被配置成二者的中心轴同心，相互在径向上对置。 定子510是电枢绕组511巻绕于电枢铁心(省略图示)而构成的电枢。 转子520是在轴向并列设置有两个磁极铁心(省略图示)，通过磁场 绕组221巻绕于各个磁极铁心，并在磁极铁心各自的周方向上邻接的爪状 磁极之间设置长方体状永久磁铁(省略图示)而构成的串联型Lunden构 造的磁场，其中，所述磁极铁心在周方向交替配置有被磁化为一方磁性的 爪状磁极和被磁化为另一方磁性的爪状磁极。永久磁铁按照周方向的面的 磁性与周方向上对置的爪状磁极的磁性相同的方式，沿周方向被磁化。传感器530是用于对从斩波电路102向磁场绕组521供给的电动机磁 场电流进行检测的电流传感器、及用于检测转子520的旋转的旋转传感器。 旋转传感器可以使用具备旋转变压器、或霍耳元件(磁感应元件)的霍耳 传感器，所述旋转变压器根据转子与定子之间的间隔(gap)变化而变化， 且输出具有相位差的两个电压；所述霍耳元件感应旋转磁性部件的磁变 化，并输出与之对应的信号。另外，图2中将电流传感器及旋转传感器统一进行了图示，但在实际 的制品中，可分别设置在适当的测定位置。若以旋转传感器为例，则旋转传感器可以按照与转子520的旋转同步地输出信号的方式，将传感器旋转 部设置在转子520的旋转轴上，将传感器固定部设置到与传感器旋转部在 径向上对置的部位。当由斩波电路102控制的磁场电流经由通过电刷与集电环的机械滑动 接触而实现电连接的导通机构(省略图示)，被提供给磁场绕组521时， 爪状磁极被磁化为对应的磁性，由转子520产生的磁通可形成从爪状磁极 的一方经由定子510到达爪状磁极的另一方的磁回路。另一方面，当从变 换器装置400输出的三相交流电力被提供给电枢绕组5U时，定子510产 生旋转磁场。基于由定子510产生的旋转磁场及由转子520产生的磁通， 会对定子510与转子520之间作用磁力(吸引、排斥)。由此，转子520 旋转，通过该旋转而产生的旋转动力被输出到后轮4侧。本实施例的电动驱动系统如上所述，不具有电动机驱动用电池。因此， 在本实施例的电动驱动系统中，几乎不能吸收驱动专用发电机200与变换 器装置400之间的直流电力。而且，在本实施例的电动驱动系统中，作为 变换器装置400的控制采用了能够实现高响应、高精度的扭矩控制并基于 d—q轴旋转坐标的电流控制，作为驱动专用发电机200的控制采用了响应 慢的磁场电流控制。因此，在本实施例的电动驱动系统中，对电动机500 的驱动控制与驱动专用发电机200的发电控制进行了协调，使得由驱动专 用发电机200输出的发电能量Pg与输入给变换器装置400及电动机500 的驱动(消耗)能量Pm相等。由此，在本实施例的电动驱动系统中，可 防止因多余电力而在电容器431及开关半导体元件411中产生的过电压、 及因电力不足导致电容器431的电压降低而产生的电动机500的扭矩不 足。而且，本实施例的电动驱动系统如上所述，由于几乎不能吸收直流电 力，所以，基本上无法使电动机500再生动作。因此，在本实施例的电动 驱动系统中，当四轮驱动车l被制动时，断开离合器600，切断了后轮4 侧与电动机500侧之间的动力传递，防止通过后轮4的驱动力对电动机500 进行驱动。由此，在本实施例的电动驱动系统中，可以防止电动机500的再生动作。然而，在本实施例的电动驱动系统中，由于车辆出发时离合器600处 于连结状态，所以，有时会使电动机500再生动作。即，有时车辆会在坡 路上(上坡路)出发(前进或后退)。通常，如果在平坦路或坡度平缓的坡路上驾驶者在移动范围位置为"D (驱动)"或"R (倒退)"的状态 下解除制动器，前轮2及后轮4通过由发动机6及电动机500输出的爬行 扭矩而被驱动，车辆朝向行进方向出发。但是，在坡度陡峭的坡路(例如 倾斜超过10%的坡路)上，爬行扭矩会因为车重与重力之积所表示的力在 行驶路面的水平分量、及受到行驶路面的阻力等而减小，导致车辆倒滑。 如果车辆发生了倒滑情况，则电动机500被后轮4的驱动力驱动，将 反向旋转(电动机旋转NnKOrpm)。此时，电动机500被变换器装置400 控制，使得输出与爬行扭矩或驾驶者踩踏油门的量对应的要求扭矩(电动 机扭矩TmX)Nm)。因此，由电动机500的旋转与扭矩之积表示的电动机 500的输出(电动机输出P二一TnXTm)为负。即，电动机500处于制动 状态。如果电动机500因倒滑而成为制动状态，则在具有电动机驱动用电池 的混合动力汽车中，由于通常电动机作为发电机而动作(再生动作)，所 以，会产生再生能量(电力)。所产生的再生能量可被回收到电动机驱动 用电池(充电)。但是，在本实施例的电动驱动系统中，如果使电动机500 作为发电机而动作(再生动作)、产生再生能量Pb，则虽然所产生的再生 能量Pb会被电容器431吸收，但由于电容器431的容量远小于车载电池 10，所以，只吸收了极少的再生能量。结果，在本实施例的电动驱动系统 中，变换器装置400的输入侧(直流侧)电压因所产生的再生能量Pb而 急剧上升。鉴于此，本实施例的电动驱动系统中，调节了电动机500的铜损，以 使在倒滑时电动机500所产生的再生能量Pb全部作为电动机500的损失 Pl被消耗。因此，在本实施例的电动驱动系统中，由变换器装置400控制 电动机500的作为磁通方向电流成分的d轴电流，即在电动机500的电枢 绕组511中流动的电枢电流的无效量，以使电动机500所产生的再生能量 Pb变化为由电动机500的电枢绕组511产生的焦耳热。具体而言，根据倒滑速度控制变换器装置400的动作，以使电动机500反向旋转时(当车轮 速度为负(正)的情况下，产生爬行扭矩时及对应驾驶者踩踏油门的量而 产生要求扭矩时)在电动机500的电枢绕组511中流动的电枢电流的无效 量比电动机500正向旋转时(在车轮速度为正(负)的情况下，产生爬行 扭矩时及在与倒滑时相同的条件(车速及驾驶者踩踏油门的量)下产生要 求扭矩时)大。由此，在本实施例的电动驱动系统中，即便当倒滑时电动 机500成为制动状态，也不会因电动机500所产生的再生能量Pb而使变 换器装置400的输入侧(直流侧)的电压急剧上升，能够保护电容器431 及开关半导体元件411不受过电压影响。而且，如果使电动机500所产生的再生能量Pb与电动机500的损失 Pl相等，则电动机500所产生的再生能量Pb在原理上完全成为电动机500 的损失P1。但是，当存在发动机6的旋转等引起的干扰时，使电动机500 所产生的再生能量Pb与电动机500的损失P1总是相等是非常困难的。因 此，在本实施例的电动驱动系统中，按照倒滑时电动机500的损失P1大于 电动机500所产生的再生能量Pb的方式，在上述爬行扭矩及要求扭矩的 发生量的基础上，从驱动专用发电机200向变换器装置400供给成为损失 的多余发电能量Ps (=P1—Pb)。由此，在本实施例的电动驱动系统中， 电动机500的损失Pl总是大于电动机500所产生的再生能量Pb。可是，在本实施例的电动驱动系统中，仅通过电动机500的损失Pl 补偿电动机500所产生的再生能量Pb。因此，在本实施例的电动驱动系统 中，当倒滑时电动机500的输出(制动力)过大时，可以认为仅通过电动 机500的损失Pl无法完全补偿电动机500所产生的再生能量Pb。例如， 在坡度为20%左右的陡峭坡路发生了倒滑时而驾驶者没有直接踩踏油门 的情况下，倒滑速度在增加负的加速度的同时变大。结果，当驾驶者踩踏 油门时倒滑速度已经变得非常大了。此时，由于电动机500的反向旋转速 度、及为了使车辆摆脱倒滑而爬坡所需要的扭矩非常大，所以，电动机500 的负输出(制动力)变得非常大。另一方面，为了防止故障，通常对控制 电动机500的驱动的变换器装置400设置有电流限制。因此，在处于上述 状态的情况下，即便使电动机500的电枢电流的无效量增加，作为电动机 500的损失Pl而消耗由电动机500产生的再生能量Pb，基于电动机500的制动状态(制动力的大小)，有时也会产生使电动机500的电枢电流的 无效量增加到变换器装置400的电流限制以上，无法使电动机500的损失 Pl大于电动机500所产生的再生能量Pb，因此有时会产生再生。另外，作为上述情况的避免方法，可以考虑增大变换器装置400的容 量，即设置对应于更大电力的变换器装置。但是，变换器装置400的容量 增加会招致价格上升与容积的增加，无法提供小型、廉价的电动驱动系统。而且，作为上述情况的避免方法，可以从驾驶者踩踏油门之前开始从 电动机500输出相应的扭矩，使车辆直接摆脱倒滑状态或不处于倒滑状态。但是，驾驶者有时会感觉该车辆举动与通常的车辆举动不同的不协调感、 即虽然车辆倒滑但没有感觉到倒滑。并且，如上所述，在倒滑速度(电动机500的反向转速)非常大的状 态下，为了使车辆脱离倒滑状态而爬坡，根据驾驶者对油门的踩踏而输出 大的扭矩的情况下，会在电动机500的输出轴上产生扭力，导致变换器装 置400对电动机500的驱动的控制因该扭力的大小变得不稳定，有时无法 使车辆直接从倒滑摆脱出来。因此，本实施例的电动驱动系统中，在电动机控制装置120中设置倒 滑控制部，按照倒滑速度不增加加速度而变大的方式由变换器装置400控 制电动机500的驱动，从而通过电动机500的驱动力限制倒滑速度。具体而言，在本实施例的电动驱动系统中，即使在坡度为20%左右的 陡峭坡路上发生了倒滑，也会在驾驶者踩踏油门时，利用变换器装置400 的容量所对应的可在电流限制内供给的最大电枢电流和由电动机500的规格确定的最大扭矩，将可使车辆容易地从倒滑状态摆脱的倒滑速度、或能 够根据表示负的车轮速度与电动机扭矩的关系的映像(数据表)得到的最 大扭矩所对应的负的车轮速度范围的负的最大值，设定为倒滑速度限制 值，在产生爬行扭矩时，即驾驶者解除(off)制动器之后到踩踏(on)油 门的时刻的期间，可检测到倒滑，在倒滑速度超过了倒滑速度限制值(例 如一lkm/h)的情况下，按照一边维持倒滑， 一边通过电动机500的驱动 力以倒滑速度限制值为目标速度限制倒滑速度的方式，控制变换器装置 400的动作，直到驾驶者踩踏油门的时刻为止，由此来控制电动机500的 电枢电流。结果，倒滑速度在限制控制开始之后朝向倒滑速度限制值收敛。在达到了倒滑速度限制值之后，倒滑速度一边将倒滑速度限制值作为中间 线反复进行微增减， 一边将倒滑速度限制值保持为作为中间值的倒滑速度限制范围(例如一lkm/h土0.2km/h)，直到驾驶者踩踏油门为止。另外，在本实施例中，举例说明了使倒滑速度限制值与倒滑速度目标 值相等的情况。作为倒滑速度目标值，可以将其绝对值设为能够维持倒滑 且比倒滑速度限制值的绝对值小的值。该情况下，使倒滑速度限制范围处 于以该倒滑速度目标值为中间值的范围。通过以上的控制，在本实施例的电动驱动系统中，由于即便是坡度陡 的坡路，车辆的倒滑速度也不会增加加速度而变大，可以使电动机500的 损失Pl大于电动机500所产生的再生能量Pb，所以，能够在不产生再生 的情况下，使车辆容易地从倒滑状态脱离而爬坡。因此，根据本实施例的 电动驱动系统，可提高车辆的坡路出发特性，能够进一步提高车辆的行驶 性能。车辆行驶性能的提高将进一步提升搭载了电动驱动系统的车辆的商 品性，为搭载有电动驱动系统的车辆的普及作出贡献。而且，在本实施例的电动驱动系统中如上所述，不需要使变换器装置 400大容量化，不必增大电动机500中流动的电枢电流的无效量。因此， 根据本实施例的电动驱动系统，不会招致变换器装置400的大型化及价格 的上升。并且，在本实施例的电动驱动系统中，由于在使车辆倒滑的同时对倒 滑速度进行了限制，所以，在发生倒滑的坡路上驾驶者踩踏油门之前，不 会发生车辆从倒滑状态脱离或不倒滑等与通常的车辆举动不同的车辆举 动。因此，根据本实施例的电动驱动系统，可减小因与通常的车辆举动不 同的车辆举动对驾驶者赋予的不协调感。进而，在本实施例的电动驱动系统中，由于在使车辆倒滑的同时限制 了倒滑速度，所以，不仅可进一步提高驾驶者的安全性，而且能够使驾驶 者识别车辆的行驶路是坡路，按照驾驶者直接踩踏油门的方式进行处理。另外，在本实施例的电动驱动系统中，由于即便是坡度陡的坡路车辆 的倒滑速度也不会增大加速度而变大，所以，可对应驾驶者对油门的踩踏， 通过从反向旋转的电动机500输出的正的扭矩，减小电动机500的输出轴 上产生的扭力。因此，根据本实施例的电动驱动系统，由于电动机500的输出轴上产生的扭力不会增大，所以，能够通过变换器装置400稳定地控 制电动机500的驱动。接着，利用图3 图11，对四轮驱动控制装置110及电动机控制装置 120的详细构成进行说明，并说明用于实现上述倒滑速度限制控制的构成。倒滑速度限制控制如上所述，是电动机500的驱动控制的一部分。因 此，本实施例中，将执行倒滑速度限制控制的控制部设置在构成电动机控 制装置120的多个控制部中的、执行电动机500的驱动控制的控制部内。首先，利用图3对四轮驱动控制装置110的构成进行说明。四轮驱动控制装置IIO被输入变速位置信号、油门开度信号及车轮速 度信号作为输入信息，根据这些输入信息判定运转模式，并对应该判定的 运转模式输出电动机扭矩目标值信号、离合器控制指令信号及继电器控制 指令信号作为输出信息。因此，四轮驱动控制装置IIO具备模式判定部 111、扭矩运算部112、离合器控制部113及继电器控制部114。而且，四 轮驱动控制装置IIO还被输入后述的倒滑准备信号作为输入信息，对应倒 滑准备信号分别输出离合器控制指令信号及继电器控制指令信号作为输 出信息。变速位置信号是在变速器的变速杆附近设置的位置传感器的输出信 号。在变速器是自动变速器的情况下，四轮驱动控制装置iio根据位置传 感器的输出信号，判断变速杆是否存在于"D (驱动)"范围或"R (倒 退)"范围的位置。油门开度信号是设置于节气门装置的开度传感器的输 出信号，该节气门装置用于对向油门踏板的附近或发动机6供给的空气量 进行调节。四轮驱动控制装置110根据开度传感器的输出信号，判断油门 开度是on还是off，例如判断油门开度是2%以上还是比2%小。车轮速 度信号是设置在四个轮子各自附近的速度传感器的输出信号。四轮驱动控 制装置IIO根据速度传感器的输出信号运算四个轮子的平均速度、前轮的 平均速度及后轮的平均速度，并判断在前轮的平均速度与后轮的平均速度 之间是否存在速度差，即有无打滑。模式判定部111根据变速位置信号、油门开度信号及车轮速度信号判 定运转模式。作为运转模式有待机模式、爬行模式、四轮驱动控制模式、 停止模式及旋转扭矩运算部112、离合器控制部113及继电器控制部114。并且，在所判 定的运转模式为待机模式、爬行模式及停止模式的任意一个时，模式判定 部111将与该运转模式对应的电动机扭矩目标值信号作为输出信息输出给电动机控制装置120。扭矩运算部U2被输入运转模式信号、油门幵度信号及车轮速度信号 作为输入信息，当运转模式是四轮驱动控制模式及旋转对照模式的任意一 个时，利用预先在存储器(省略图示)中设定的映像(数据表)，即表示 油门开度与电动机扭矩的关系的映像、及表示前后轮速度差与电动机扭矩 的关系的映像，运算与油门开度及前后轮速度差对应的电动机扭矩目标 值，并将电动机扭矩目标值信号作为输出信息向电动机控制装置120输出。 这里，扭矩运算部112根据运转模式切换所输出的电动机扭矩目标值，在 运转模式是四轮驱动控制模式时，利用表示油门开度与电动机扭矩的关系 的映像，输出与油门开度对应的电动机扭矩目标值，即输出油门感应扭矩 直到规定的车轮速度(后轮平均速度)为止；在运转模式是旋转对照模式 时，利用表示前后轮速度差与电动机扭矩的关系的映像，在规定的车轮速 度(前后轮平均速度差)的范围内，输出与前后轮速度差对应的电动机扭 矩目标值，即前后轮速度差感应扭矩。离合器控制部113被输入运转模式信号作为输入信息，将驱动离合器 600的离合器控制指令信号(on/off指令)作为输出信号向斩波电路101 输出。这里，在运转模式为停止模式时，离合器控制部113输出进行断开 的离合器控制指令信号；在除此之外的运转模式时及被输入倒滑准备信号 时，输出进行接通的离合器控制指令信号。继电器控制部114被输入运转模式信号作为输入信息，将驱动继电器 300的继电器控制指令信号(on/off指令)作为输出信息向继电器300的 驱动电路输出。这里，继电器控制部114在运转模式为停止模式时输出进 行断开的继电器控制指令信号；在除此之外的运转模式时及被输入了倒滑 准备信号时，输出进行接通的继电器控制指令信号。这里，若对与各个运转模式对应的(a)运转模式判断条件、(b)电 动机扭矩目标值[N'm]、禾tl (c)离合器及继电器的动作(on/off)进行统 一表示，则如以下所列举那样。另外，在(a)运转模式判断条件中由(1) (4)表示的条件项目分别是(1)变速位置(D或R/除此之外)、(2) 油门开度(on/off) 、 (3)打滑(有/无)、(4)车轮速度[km/h]。
待机模式(a) (1) D或R(2) off(3) 无(4) Vw=0(b) Tm产Ti(c) on例如，T,是小于l[N'm]的值。
爬行模式(a) ( 1 ) D或R (2 ) off (3)无(4 ) Vw> 0(b) Tmt=T2 (T^丁2) (c ) on 四轮驱动控制模式(a) ( 1) D或R (2 ) on (3)无(4 ) 0 <Vw<Vwl(b) Tmt=T3 (T2<T3) (c ) onT3持续到Vw达到Vwl以上。Vwl是从根据与油门开度对应的电动机扭 矩目标值(油门感应扭矩)控制电动机500的驱动，使得后轮4被驱动的 状态开始，到停止由电动机500对后轮4的驱动的速度(从通过发动机6 及电动机500驱动车辆的状态，到仅由发动机6驱动车辆的速度)，是比 允许由电动机500驱动后轮4的速度范围的上限值V,低的速度。并且，当在四轮驱动控制模式中从Vw达到Vwl以上后经过规定时间之后、或在车轮速度满足O 〈Vw〈V^的状态下油门被断开时，Tmt从T3直线减少到T,。 旋转对照模式(a) ( 1 ) D或R (2 ) on(3) 有(4) 0<Vw<V且△ Vwl< △ Vw《A Vw2 (b ) 0 <Tm《T4 (T3<T4)(c ) on例如，△ V^及A Vw2大于0小于10km/h。并且，在旋转对照模式中从A Vw达到A Vwl以下后经过规定时间之 后、或在车轮速度差满足A Vwl<A VW《A Vw2的状态下油门被断开时， 转移到四轮驱动控制模式，输出在四轮驱动控制模式的条件下确定的Tmt。 停止模式(a) ( 1 ) D或R (2 ) on / off (3 )无(4) Vw》Vwl/ 0<Vw<Vwl (b) Tm=0 (c ) off当在四轮驱动控制模式中T加达到T i后经过规定时间之后，Tmt从T，变更为o。接着，利用图4 图11，对电动机控制装置120的构成进行说明。 如图4所示，电动机控制装置120被输入电动机扭矩目标值信号、电 动机电枢电流信号、电动机磁场电流信号、电动机旋转信号、油门开度信 号、发动机转速信号、制动器行程信号、变速位置信号及电容器电压信号 作为输入信息，分别执行用于控制电动机500的驱动的运算、及用于控制 驱动专用发电机200的发电的运算，并向各设备或各电路输出变换器控制 指令信号、电动机磁场控制指令信号、倒滑准备信号及发电机磁场控制指 令信号作为输出信息。因此，电动机控制装置120具备电动机控制部130及发电控制部140。变速位置信号及油门开度信号如上所述，是位置传感器及开度传感器的输出信号。电动机控制装置120如上所述，根据位置传感器的输出信号，判断变速杆是否处于"D (驱动)"范围或"R (倒退)"范围的位置；根据开度传感器的输出信号，判断油门开度是on还是off。制动器行程信 号是在制动器踏板附近设置的制动器传感器的输出信号。电动机控制装置 120根据制动器传感器的输出信号判断制动器是on还是off。发动机转速 信号是设置于发动机6的旋转传感器或发动机控制装置11的输出信号。 电动机控制装置120根据旋转传感器或发动机控制装置11的输出信号运 算驱动专用发电机200的转速。电动机扭矩目标值信号是四轮驱动控制装 置110的输出信号。电动机电枢电流信号是在变换器装置400的输出(交流)侧设置的电 流传感器的输出信号。电容器电压信号是在变换器装置400的输入(直流) 侧设置的电压传感器的输出信号。电动机磁场电流信号是设置于电动机 500的电流传感器的输出信号。电动机旋转信号是设置于电动机500的旋 转传感器的输出信号。电动机控制装置120根据这些输出信号，分别检测 出电动机电枢电流、电容器电压、电动机磁场电流、电动机旋转速度及电 动机旋转数。如图5所示，电动机控制部130被输入电动机扭矩目标值信号、电动 机电枢电流信号、电动机磁场电流信号、电动机旋转信号、油门开度信号、 变速位置信号、制动器行程信号及发动机转速信号作为输入信息，执行用 于控制电动机500的电枢电流的运算、用于控制电动机500的磁场电流的 运算、及用于根据电动机500侧的必要电力协调并控制驱动专用发电机 200的磁场电流的运算，并向各设备、各电路或其他的控制部输出变换器 控制指令信号、电动机磁场电压指令值信号、电容器电压指令值信号及倒 滑准备信号作为输出信息。因此，电动机控制部130具备:倒滑控制部150、 变换器控制部160、电容器电压控制部170及电动机磁场电压控制部180。如图6所示，倒滑控制部150被输入电动机扭矩目标值信号、电动机 旋转信号、油门开度信号、变速位置信号、制动器行程信号及倒滑目标速 度信号作为输入信息，分别执行倒滑的检测、倒滑之前状态的检测、用于控制倒滑速度的运算及电动机扭矩目标值的选择，并向各设备、各电路或 其他的控制部输出倒滑准备信号、倒滑检测信号及电动机扭矩目标值信号 作为输出信息。因此，倒滑控制部150具备倒滑检测部151、扭矩确定部152及扭矩选择部153。倒滑速度目标值是在电动机控制装置120的内部设置的存储器(省略 图示)中预先存储的存储信息，如上所述，是用于限制倒滑速度的倒滑速 度限制值。倒滑检测部151被输入变速位置信号、制动器行程信号及电动机旋转 信号作为输入信息，执行倒滑之前状态的检测及倒滑的检测。这里，倒滑 检测部151在根据变速位置信号判断变速杆的位置是"D"或是"R"， 根据制动器行程信号判断制动器踏板为"on"的情况下，判断是倒滑之前 状态，将倒滑准备信号作为输出信息向离合器控制部113及继电器控制部 114输出。另外，倒滑检测部151在根据电动机旋转信号判断电动机转速 为"负"，根据变速位置信号判断变速杆的位置为"D"的情况下、或根 据电动机旋转信号判断电动机转速为"正"，根据变速位置信号判断变速 杆的位置为"R"的情况下，判断是倒滑状态，将倒滑检测信号作为输出 信息，输出给后述的变换器控制部160、扭矩确定部152及扭矩选择部153。此外，在本实施例中如上所述，从倒滑检测部151向离合器控制部113 及继电器控制部114输出倒滑准备信号。按照在四轮驱动控制装置110判 断的待机模式下离合器600及继电器300被接通，但如果超过规定时间则 被断开的方式构成控制逻辑。因此，在本实施例中，通过倒滑准备信号的 输出，使得离合器600及继电器300的接通状态继续。这样的控制在四轮 驱动控制装置110与电动机控制装置120是独立体时有效。如图7所示，扭矩确定部152被输入电动机旋转信号、倒滑速度目标 值信号及倒滑检测信号作为输入信息，在处于倒滑状态、且倒滑速度超过 了倒滑速度目标值的情况下，将倒滑速度目标值作为目标速度来限制倒滑 速度，运算用于将倒滑速度平均地保持在倒滑速度目标值附近的倒滑扭矩 目标值，并将倒滑扭矩目标值信号作为输出信息向扭矩选择部153输出。 因此，扭矩确定部152具备减法器155、加法器158、速度检测部156 ,及第一、第二扭矩运算部154、 157。另外，扭矩确定部152通过倒滑检测信号的输入而起动。速度检测部156被输入电动机旋转信号作为输入信息，根据电动机500的旋转速度检测倒滑速度，并将倒滑速度信号作为输出信息输出给减 法器155。根据本实施例，由于基于能够实现高精度检测的电动机旋转来检测倒 滑速度，所以，可从极低速域检测倒滑速度。减法器155被输入倒滑速度目标值信号及倒滑速度信号作为输入信 息，运算倒滑速度目标值与倒滑速度的差值，即倒滑速度差值，并将倒滑 速度差值信号作为输出信息向第一扭矩运算部157输出。第二扭矩运算部154被输入倒滑速度目标值信号作为输入信息，利用 存储器(省略图示)中预先存储的映像(数据表)，即表示倒滑速度目标 值、与车辆以倒滑速度目标值进行倒滑所必要的倒滑扭矩目标值的关系的 映像，运算与倒滑速度目标值对应的倒滑扭矩目标值，并将第二倒滑扭矩 目标值信号作为输出信息向加法器158输出。第一扭矩运算部157是比例积分运算器，被输入倒滑速度差值信号作 为输入信息，按照倒滑速度与倒滑速度目标值(倒滑速度限制值) 一致的 方式，对倒滑速度差值进行比例积分、运算倒滑扭矩目标值，并将第一倒 滑扭矩目标值信号作为输出信息向加法器158输出。加法器158被输入第一倒滑扭矩目标值信号及第二倒滑扭矩目标值信 号作为输入信息，运算第一倒滑扭矩目标值与第二倒滑扭矩目标值的相加 值、即倒滑扭矩目标值，并将倒滑扭矩目标值信号作为输出信息向扭矩选 择部153输出。根据本实施例，由于相对基于第一扭矩运算部157的反馈控制系统， 并联设置有基于第二扭矩运算部154的反馈控制系统，所以，可使倒滑扭矩目标值的输出特性稳定。另外，倒滑扭矩在倒滑速度超过倒滑速度限制值(倒滑速度目标值) 之前大于从电动机500输出的扭矩，即爬行扭矩。该情况下，只要使倒滑 速度限制时的电动机500的电枢电流的有效量(q轴电流)，比倒滑速度 超过倒滑速度限制值(倒滑速度目标值)之前时的电动机500的电枢电流 的有效量(q轴电流)增加即可。扭矩选择部153被输入油门开度信号、电动机旋转信号、倒滑目标速 度信号、电动机扭矩目标值信号、倒滑扭矩目标值信号及倒滑检测信号作 为输入信息，选择来自四轮驱动控制装置110的电动机扭矩目标值信号及来自扭矩确定部152的倒滑扭矩目标值信号中的任意一方。这里，如果扭 矩选择部153根据倒滑目标速度信号及电动机旋转信号判断为倒滑速度 "超过"倒滑目标速度，根据油门开度信号判断油门踏板为"off",根据 倒滑检测信号判断为"有"倒滑，则选择由扭矩确定部152输出的倒滑扭 矩目标值信号，并将其作为电动机扭矩目标值信号输出，直到根据油门开 度信号判断为油门踏板为"on"。在判断为除此之外的情况下，扭矩选择 部153输出由四轮驱动控制装置110输出的电动机扭矩目标值信号。如图8所示，变换器控制部160被输入电动机扭矩目标值信号、倒滑 检测信号、电动机旋转信号及电动机电枢电流信号作为输入信息，分别执 行对变换器装置400进行控制而用于控制电动机500的电枢电流的运算、 用于控制驱动专用发电机200的运算及用于控制电动机500的磁场电流的 运算，并将变换器控制指令信号、d轴电动机电压指令信号、q轴电动机 电压指令信号及电动机磁场电流指令值信号作为输出信息，向各设备、各 电路或其他的控制部输出。因此，变换器控制部160具备速度/磁极位置 检测部168、电流检测部167、 3相2相变换部169、电流指令运算部161、 电压指令运算部164、减法器162、 163、 2相3相变换部165及信号生成 部166。速度/磁极位置检测部168被输入电动机旋转信号作为输入信息，检测 电动机旋转速度及电动机500的转子520的磁极位置，作为输出信息，向 电流指令运算部161输出电动机旋转速度信号，向2相3相变换部165及 3相2相变换部169输出电动机磁极位置信号。电流检测部167被输入电动机电枢电流信号作为输入信息，检测电动 机电枢电流值(三相)，并将u相、v相、w相电动机电枢电流信号作为 输出信息向3相2相变换部169输出。3相2相变换部169被输入电动机磁极位置信号、及u相、v相、w 相电动机电枢电流信号作为输入信息，根据电动机磁极位置将u相、v相、 w相电动机电枢电流变换为d轴、q轴电流，作为输出信息，分别将d轴电流信号输出给减法器162，将q轴电流信号输出给减法器163。电流指令运算部161被输入电动机扭矩目标值信号、电动机旋转速度 信号及倒滑检测信号作为输入信息，分别运算d轴电流指令值、q轴电流 指令值及电动机磁场电流指令值，作为输出信息，分别向减法器162输出 d轴电流指令值信号，向减法器163输出q轴电流指令值信号，向电动机 磁场电压控制部180输出电动机磁场电流指令值信号。在运算d轴电流指 令值、q轴电流指令值及电动机磁场电流指令值时，使用了预先存储在存 储器(省略图示)中的映像(数据表)。S卩，d轴电流指令值通过利用表 示电动机扭矩目标值、电动机旋转速度和d轴电流指令值的关系的映像来 运算；q轴电流指令值通过利用表示电动机扭矩目标值、电动机旋转速度 和q轴电流指令值的关系的映像来运算；电动机磁场电流指令值通过利用 表示电动机扭矩目标值、电动机旋转速度和电动机磁场电流指令值的关系 的映像来运算。这里，电流指令运算部161具备通常的四轮驱动控制时所使用的d 轴、q轴电流指令值映像；和发生倒滑时所使用的d轴、q轴电流指令值 映像，对应于根据倒滑检测信号判断的倒滑的有无，切换使用两个d轴、 q轴电流指令值映像。即，在本实施例中如上所述，当发生倒滑时，使电 动机500的电枢电流的无效量(d轴电流)比通常的四轮驱动控制时大， 将电动机500在发生倒滑时产生的再生能量作为电动机500的损失(铜损) 而消耗。因此，在本实施例中，对应倒滑的有无，分开使用两个d轴、q 轴电流指令值映像。并且，根据电动机500的转速设定了电动机磁场电流指令值。其理由 在于如果电动机500的转速上升，则电动机500的感应电压上升。因此， 在本实施例中，成为随着电动机500的转速上升，减少电动机磁场电流指 令值的特性。另外，在本实施例中，可以根据电动机扭矩目标值设定电动 机磁场电流指令值，可以根据电动机扭矩目标值改变向电动机500的磁场 绕组511供给的磁场电流。通过根据电动机扭矩目标值的大小使电动机 500的磁场电流变化，可相对恒定的磁场电流提高电动机500的效率。减法器162被输入d轴电流指令值信号及d轴电流信号作为输入信息， 运算d轴电流指令值与d轴电流的差值，即d轴电流差值，并将d轴电流差值信号作为输出信息向电压指令运算部164输出。减法器163被输入q轴电流指令值信号及q轴电流信号作为输入信息， 运算q轴电流指令值与q轴电流的差值，即q轴电流差值，并将q轴电流 差值信号作为输出信息向电压指令运算部164输出。电压指令运算部164是比例积分器，被输入d轴电流差值信号及q轴 电流差值信号作为输入信息，按照d轴电流与d轴电流指令值一致、q轴 电流与q轴电流指令值一致的方式，分别对d轴电流差值及q轴电流差值 进行比例积分，运算d轴电压指令值及q轴电压指令值的每一个，并将d 轴、q轴电压指令值信号作为输出信息向2相3相变换部165输出。2相3相变换部165被输入d轴电压指令值信号、q轴电压指令值信 号及电动机磁极位置信号作为输入信息，根据电动机磁极位置将d轴电压 指令值、q轴电压指令值变换为u相、v相、w相电压指令值，并将u相、 v相、w相电压指令值信号作为输出信息向信号生成部166输出。信号生成部166被输入u相、v相、w相电压指令值信号作为输入信 息，根据u相、v相、w相电压指令值运算与变换器装置400的各支路(各 开关半导体元件411)对应的6个变换器控制指令，并将6个变换器控制 指令信号(脉冲波形)作为输出信息向变换器装置400的驱动电路420输 出。这里，在本实施例中，作为变换器装置400的开关控制方式采用了矩 形波控制及PWM (脉冲宽度调制)控制，根据电动机500的动作点(转 速)切换使用矩形波控制和PWM控制。例如，在车辆停止时、出发时及 低速行驶时(例如电动机转速小于5000rpm)采用PWM控制；在车辆以 中、高速行驶时(例如电动机转速为5000rpm以上)采用矩形波控制。因 此，在本实施例中，当矩形波控制时相对正弦基波的半周期从信号生成部 166输出一个脉冲波形，当PWM控制时相对正弦基波的半周期从信号生 成部166输出脉冲宽度被调制的多个脉冲波形。如图9所示，电容器电压控制部170被输入发动机转速信号、d轴电动机电压指令值信号及q轴电动机电压指令值信号作为输入信息，执行用 于根据电动机500侧的必要电力协调并控制向驱动专用发电机200供给的磁场电流的运算，并将电动机电压指令值信号作为输出信息向发电控制部140输出。因此，电容器电压控制部170具备电压运算部171及电压指令 运算部172。电压指令运算部171被输入d轴电动机电压指令值信号及q轴电动机 电压指令值信号作为输入信息，基于d轴电动机电压指令值及q轴电动机 电压指令值通过规定的计算式运算电动机500的相电压，并根据该相电压 通过规定的计算式运算电容器电压(驱动专用发电机200的输出电压)， 将电容器电压信号作为输出信息向电压指令运算部172输出。电压指令运算部172被输入电容器电压信号及发动机转速信号作为输 入信息，利用存储器(省略图示)中预先存储的映像(数据表)，即与驱 动专用发电机200的转速对应的驱动专用发电机200的发电特性映像(表 示输出电压与输出电流的关系的特性)，并根据发动机转速(驱动专用发 电机200的转速)、及电容器电压，运算驱动专用发电机200的输出电流。 接着，电压指令运算部172判断由运算出的驱动专用发电机200的输出电 压(电容器电压)及输出电流驱动电动机500时，是否可以从电动机500 输出对电动机500要求的输出。这里，在判断为能够从电动机500输出对 电动机500要求的输出时，电压指令运算部172再次运算电动机500及驱 动专用发电机200能够效率最佳地动作的电容器电压，将该运算值作为电 容器电压指令值，并向发电控制部140输出电容器电压指令值信号作为输 出信息。如图IO所示，电动机磁场电压控制部180被输入电动机磁场电流指 令值信号及电动机磁场电流信号作为输入信息，执行用于控制电动机500 的磁场电流的运算，并将电动机磁场控制指令信号作为输出信息向斩波电 路102输出。因此，电动机磁场电压控制部180具备减法器181、电压指 令运算部182及信号生成部183。减法器181被输入电动机磁场电流指令值信号及电动机磁场电流信号 作为输入信息，运算电动机磁场电流指令值与电动机磁场电流的差值，即 电动机磁场电流差值，并将电动机磁场电流差值信号作为输出信息向电压 指令运算部182输出。电压指令运算部182是比例积分器，被输入电动机磁场电流差值信号 作为输入信息，按照电动机磁场电流与电动机磁场电流指令值一致的方式，对电动机磁场电流差值进行比例积分，运算电动机磁场电压指令值， 并将电动机磁场电压指令值信号作为输出信息向信号生成部183输出。信号生成部183被输入电动机磁场电压指令值信号作为输入信息，根 据电动机磁场电压指令值运算用于控制斩波电路102的驱动的电动机磁场 控制指令，并将电动机磁场控制指令信号(脉冲波形)作为输出信息向斩 波电路102输出。如图11所示，发电控制部140被输入电容器电压信号及电容器电压 指令值信号作为输入信息，执行用于控制向驱动专用发电机200供给的磁 场电流的运算，并将发电机磁场指令信号作为输出信息向驱动专用发电机 200的电压调节器241输出。因此，发电控制部140具备减法器141、电 压指令运算部142及信号生成部143。减法器141被输入电容器电压信号及电容器电压指令值信号作为输入 信息，运算电容器电压与电容器电压指令值的差值，即电容器电压差值， 并将电容器电压差值信号作为输出信息向电压指令运算部142输出。电压指令运算部142是比例积分器，被输入电容器电压差值作为输入 信息，按照电容器电压与电容器电压指令值一致的方式，对电容器电压差 值进行比例积分，运算发电机磁场电压指令值，并将发电机磁场电压指令 值信号作为输出信息向信号生成部143输出。信号生成部143被输入电容器电压信号及发电机磁场电压指令值信号 作为输入信息，根据发电机磁场电压指令值相对电容器电压的比，运算用 于对驱动专用发电机200的电压调节器241的驱动进行控制的发电机控制指令，并将发电机控制指令信号(脉冲波形)作为输出信息向驱动专用发 电机200的电压调节器241输出。由此，可控制驱动专用发电机200的磁 场电流，从驱动专用发电机200输出用于产生电动机500的驱动能量Pm 而必须的发电能量。接着，利用图12 图14，对包括倒滑速度限制控制的四轮驱动控制 的流程、和基于该控制的车辆的动作进行说明。首先，利用图12，对四轮驱动控制处理的整体流程进行说明。 在四轮驱动控制处理中首先执行S1。在S1中判断点火钥匙开关是接 通(是)还是断开(否)。在发动机6起动时，点火钥匙开关接通，电路装置ioo被供给电源，使得电路控制装置100起动，来进行异常检査等初 始处理，并在四轮驱动控制处理开始之后进行判断。当Sl的判定结果为否时返回到Sl，进行Sl的判定。在为是的情况 下进入到S2。在S2中判定四轮驱动开关是接通(是)还是断开(否)。四轮驱动 开关省略了图示，是用于根据驾驶者的操作来选择将车辆的行驶设为两轮 驱动还是设为四轮驱动的选择器，是被设置在车内驾驶席附近的切换开 关。在S2的判定结果为否的情况下，返回到S1，进行S1、 S2的判定。 在为是的情况下进入到S3。在S3中，当车辆的行驶被选择为四轮驱动时，读取执行四轮驱动控 制所需要的各种数据。各种数据如已利用图3 图11进行了说明那样，是 表示驾驶者的要求、车辆的动作状态、及构成电动驱动系统的各设备的动 作状态等的信息。然后，四轮驱动控制处理进入到S4。在S4中，根据S3中读取的各种数据来判定运转模式，并执行根据所 判定的运转模式来确定电动机扭矩目标值的、电动机扭矩目标值确定处理 的循环。电动机扭矩目标值确定处理可通过四轮驱动控制装置110执行， 如利用图3已说明那样，根据变速位置、油门开度、有无打滑及车轮速度 等各条件来确定相对所判定的运转模式的电动机扭矩目标值。并且，在S4 中，根据所判定的运转模式分别控制离合器600及继电器300。之后，四轮驱动控制处理进入到S5。在S5中，根据基于在S4中确定的电动机扭矩目标值或在S3中读取 的各种数据而运算出的倒滑扭矩目标值，按照图13所示的处理顺序，执 行用于控制电动机500的驱动的处理，并输出发电机磁场控制指令、变换 器控制指令及电动机磁场控制指令等各指令信号。由此，可控制驱动专用 发电机200、变换器装置400及电动机500的各设备的动作，最终能够从 电动机500向后轮4传递与驾驶者的要求对应的驱动力。当从S1 S5的一系列处理结束后，四轮驱动控制处理返回到S1，反 复执行S1 S5的一系列处理。然后，当在S1中判断为点火钥匙开关断开(否)时，电路装置IOO执行停止处理，停止动作。接着，利用图13对图12的S5中的电动机控制处理进行详细说明。本实施例中如上所述，在变换器控制部160的前段设置有倒滑控制部 150。因此，在电动机控制处理中首先执行倒滑控制处理，来确定最终的 电动机扭矩目标值，然后，根据最终的电动机扭矩目标值执行变换器控制 处理、电动机磁场控制处理、发电机磁场控制处理。在电动机控制处理中首先执行SIO。在S10中判定变速位置Sp是"D" 或是"R"(是)，还是除此之外的情况(否)。这里，变速位置Sp作为 倒滑检测部151用于检测倒滑的第一个条件。在S10的判定结果为否的情况下，结束电动机控制处理，返回到主循 环的四轮驱动控制处理。在为是的情况下进入到Sll。在Sll中判定制动器踏板是被踩踏而接通(是)，还是解除了制动器 踏板的踩踏而断开(否)。这里，制动器的接通断开作为倒滑检测部151 用于检测倒滑的第二个条件。在Sll的判定结果为是的情况下进入到S12。在为否的情况下进入到S16。首先，在S12中输出倒滑准备信号。倒滑准备信号从倒滑检测部151 向离合器控制部113及继电器控制部114输出。由此，有备于制动器的踏 板被解除之后的倒滑，离合器600及继电器300接通。然后，电动机控制处理进入到S13。在S13中，选择由四轮驱动控制装置10输出的电动机扭矩目标值、 及由扭矩确定部152输出的倒滑扭矩目标值的任意一方作为最终的电动机 扭矩目标值。这里，由于扭矩选择部153不进行与倒滑的有无、油门的接 通断开及倒滑速度相对倒滑速度限制值的大小相关的判定，所以，可无条 件地选择由四轮驱动控制装置UO输出的电动机扭矩目标值，并将该选择 出的电动机扭矩目标值输出给变换器控制部160。然后，电动机控制处理进入到S14。在S14中，发电控制部140、变换器控制部160、电容器电压控制部 170及电动机磁场电压控制部180的各控制部根据在S13中输出的电动机 扭矩目标值、及在S3中读取的各种数据执行通常时的运算处理，并向电压调节器240、变换器装置400及斩波电路102的每一个输出指令信号。 这里，由于倒滑检测信号为无，所以，电流指令运算部161利用通常的四 轮驱动控制时所使用的映像，运算基于电动机扭矩目标值的电流指令值。 然后，电动机控制处理进入到S15。在S15中，根据在S14中运算出的指令信号执行电压调节器240、变 换器装置400及斩波电路102的驱动处理，控制向电动机500供给的电枢 电流及磁场电流。由此，可控制电动机500的驱动。另一方面，在S16中判定倒滑检测的有无。这里，电动机500的转速 (旋转方向)成为倒滑检测部151用于检测倒滑的第三个条件。结果，倒 滑检测部151如果在上述三个条件下取得以下的"与(and)"，则判定 为有倒滑检测。即，在电动机500的转速为"负"、变速杆的位置为"D"、 制动器为"断开"的情况；或电动机500的转速为"正"、变速杆的位置 为"R"、制动器为"断开"的情况。当S16的判定结果为有倒滑(是)时，进入到S17。当无倒滑(否) 时进入到歩骤S13，执行S13 S15的处理。S13 S15的处理如上所述。在S17中接受S16的结果，输出倒滑检测信号。倒滑检测信号从倒滑 检测部151向扭矩确定部152、扭矩选择部153及电流指令运算部161输 出。然后，电动机控制处理进入到S18。在S18中，执行根据倒滑速度目标值和倒滑速度运算倒滑扭矩目标值 的倒滑扭矩目标值运算处理。这里，扭矩确定部152根据倒滑检测信号而 起动，如利用图7已说明那样，由利用了映像的控制系统与反馈控制系统 的并联控制系统运算倒滑扭矩目标值。然后，电动机控制处理进入到S19。在S19中，判定是油门踏板被踩踏使得油门接通(是)，还是油门踏 板未被踩踏使得油门断开(否)。这里，油门的接通作为扭矩选择部153 使倒滑扭矩目标值的输出结束的条件。当S19的判定结果为是时进入到S20。当为否时进入到S22。 首先，在S20中，选择由四轮驱动控制装置110输出的电动机扭矩目 标值、及由扭矩确定部152输出的倒滑扭矩目标值的任意一方作为最终的电动机扭矩目标值。这里，由于选择部153不进行虽然有倒滑，但油门接 通，且与倒滑速度相对倒滑速度限制值的大小相关的判定，所以，可选择 由四轮驱动控制装置110输出的电动机扭矩目标值，并将该选择的电动机扭矩目标值向变换器控制部160输出。 然后，电动机控制处理进入到S21。在S21中，根据在S20中输出的电动机扭矩目标值、及在S3中读取 的各种数据，发电控制部140、变换器控制部160、电容器电压控制部170 及电动机磁场电压控制部180的各控制部执行倒滑时的运算处理，并分别 向电动机调节器240、变换器装置400及斩波电路102输出指令信号。这 里，由于有倒滑检测信号，所以，电流指令运算部161利用倒滑时所使用 的映像，运算基于电动机扭矩目标值的电流指令值。由此， 一边由驱动专 用发电机200施加多余能量， 一边将因倒滑电动机500所产生的再生能量 作为电动机500的损失能量而消耗，可以将电动机500的驱动力传递到后 轮4。然后，电动机控制处理进入到上述的S15。另一方面，在S22中，判定倒滑速度V,相对倒滑速度限制值Vr^的大小。这里，倒滑速度^超过了倒滑速度限制值Vriim的情况作为扭矩选择部153输出倒滑扭矩目标值的条件。在S22的判定结果为是(倒滑速度Vr超过了倒滑速度限制值Vrlim) 的情况下进入到S23。在为否(倒滑速度Vr为倒滑速度限制值Vnim以下) 的情况下进入到S20，执行S20、 S21、 S15的处理。在S23中，选择由四轮驱动控制装置110输出的电动机扭矩目标值、 及由扭矩确定部152输出的倒滑扭矩目标值的任意一方作为最终的电动机 扭矩目标值。这里，由于有倒滑、油门接通、倒滑速度Vr超过了倒滑速度 限制值Vd^，所以，扭矩选择部153选择由扭矩确定部152输出的倒滑扭 矩目标值，并将该选择的倒滑扭矩目标值作为电动机扭矩目标值向变换器 控制部160输出。由此，可以将倒滑限制速度作为目标速度，由电动机500 的驱动力限制倒滑速度。然后，电动机控制处理进入到上述的S21。之后，执行S21、 S15的 处理。在执行了 S15的处理之后，电动机控制处理结束，返回到四轮驱动控制处理。接着，利用图14对倒滑速度限制控制时的车辆动作进行说明。图14表示了与运转模式对应的、车轮速度(倒滑速度)、制动器行 程(接通、断开)及油门开度(接通、断幵)相对时间变化t (横轴)的 变化(纵轴)。图中，与纵轴对应的虚线表示预先设定的倒滑速度限制值， 点线的范围表示倒滑速度限制范围。与横轴对应的点线表示任意的时间(U<t2<t3)。首先，车辆处于待机模式。此时，车轮速度为0，制动器接通，油门 处于断开的状态。然后，当在时刻tl中制动器断开时，车辆变为爬行模式。此时，由于 处于行驶阻力大于由发动机6及电动机500输出的爬行扭矩的状态，所以， 车辆开始倒滑。由此，车轮速度从O变为负方向的速度，接着不断加速增 大。在该状态下， 一边由驱动专用发电机200施加多余能量， 一边将因倒 滑电动机500所产生的再生能量作为电动机500的损失能量而消耗。然后，当在时刻t2中车轮速度(倒滑速度)超过了倒滑速度限制值时， 车辆变为倒滑速度限制处理。此时，由于设定了倒滑扭矩目标值作为电动 机扭矩目标值，所以，车轮速度(倒滑速度)以倒滑速度限制值为目标速 度，朝向倒滑速度限制值收敛，在达到了倒滑速度限制值之后， 一边以倒 滑速度限制值为界线反复进行微增减， 一边保持在包含倒滑速度限制值的 倒滑速度限制范围内。另外，在本图中以直线表示了对保持在倒滑速度限制范围内的车轮速 度(倒滑速度)进行表示的波形。这是为了实现图示的简化，实际的波形 因行驶阻力等会反复进行微增减。该微增减是驾驶者不会注意程度的增 减。另外，也可以按照不产生该微增减的方式将倒滑速度控制为恒定。然后，当在时刻t3油门接通时，车辆成为四轮驱动控制模式。此时， 由于作为电动机扭矩目标值设定了由四轮驱动控制装置110输出的、与油 门开度对应的电动机扭矩目标值，且大于倒滑速度限制控制时的电动机扭 矩目标值，所以，车轮速度(倒滑速度)由倒滑速度限制值从负的速度朝 向O逐渐增大，在某一时刻成为正方向的速度。SP，车辆摆脱倒滑向行进 方向行进。此时，由于车辆将倒滑速度保持为倒滑速度限制值，所以，容易从倒滑迅速摆脱。另外，在到倒滑速度达到O为止的期间内， 一边由驱动专用发电机200施加多余能量， 一边将因倒滑电动机500所产生的再生 能量作为电动机500的损失能量而消耗，在车轮速度超过O的时刻，变为 通常的四轮驱动控制。这样，在具备了倒滑速度限制控制的本实施例的电动驱动系统中，由 于即便在坡度陡的坡路上车辆的倒滑速度也不会增大加速度而变大，能够 使车辆容易地从倒滑状态摆脱而爬坡，所以，可提高车辆的坡路出发特性， 能够迸一步提高车辆的行驶性能。而且，本实施例的电动驱动系统中，在 倒滑速度限制时不产生基于电动机500的再生。(实施例2)根据图15，对本发明的第二实施例进行说明。本实施例是第一实施例的改良，其特征之一是在倒滑控制部150中 设置了用于针对变换器控制部160进行与电动机500的电枢绕组511的温 度对应的补偿的温度补偿部190。其他的构成与第一实施例同样，因此省略其说明。本实施例与第一实施例相同，通过倒滑使电动机500的损失(Pl-3 X电枢电流Ima2X电枢绕组电阻R)比通常的四轮驱动控制时大地消耗电 动机500所产生的再生能量。由上述公式可以得知，电动机500的损失的 大小与电动机500的电枢绕组511的电阻值成正比，根据电枢绕组511的 电阻值的大小而变动。因此，如果车辆长时间放置在气温非常低的寒冷地 带(例如滑雪场的停车场)，使得电动机500处于全冷状态，则电枢绕组 511的温度降低，电枢绕组511的电阻值也根据其温度特性减小与温度降 低相当的量。如在第一实施例中已叙述那样，在车辆发生了倒滑的情况下，电动机 控制装置120按照使电动机500的损失增加，消耗电动机500所产生的再 生能量的方式，利用在某一温度条件下设定的倒滑电流指令值运算用映像 运算电流指令值，并根据该电流指令值控制电动机500的电枢电流的无效 量。但是，如上所述，在电枢绕组511的温度降低，使得电枢绕组511的 电阻值减少与温度降低相当的量的状态下，电枢绕组511的温度比设定电流指令值运算用映像时的温度条件低，可以认为电动机500的损失减少，有时电动机500所产生的再生能量大于电动机500的损失。鉴于此，本实施例中如上所述，在倒滑控制部150中设置温度补偿部 190，按照在电动机500中实际产生与由电流指令运算部161运算出的倒 滑用电流指令值(d轴电流指令值)对应的损失Pl的方式，根据因定子510 的温度变化引起电枢绕组511的绕组电阻R的变动，来控制倒滑用电流指 令值(d轴电流指令值)。由于q轴电流指令值直接作为由电流指令运算 部161运算出的倒滑用电流指令值，所以，可以使由电动机500输出的扭 矩的变动为最小限度。如图15所示，温度补偿部190被输入电动机温度信号、倒滑基准电 流指令值信号及倒滑基准温度信号作为输入信息，根据这些输入信息运算 倒滑用电流指令值，并将倒滑用电流指令值信号作为输出信息向变换器控 制部160 (减法器162)输出。若对倒滑用电流指令值的运算进行具体说 明，则温度补偿部190根据倒滑基准电流指令值(d轴、q轴各电流指令 值)运算倒滑基准电枢电流，并根据倒滑基准温度运算该温度下的倒滑基 准绕组电阻值，然后根据这些运算信息利用上述的损失Pl的运算式来运算 倒滑基准损失。另外，温度补偿部190根据电动机温度运算当前的绕组电 阻值。接着，温度补偿部190根据绕组电阻值和倒滑基准损失，利用上述 损失P1的运算式逆运算倒滑用电枢电流。然后，温度补偿部l卯根据倒滑 用电枢电流及倒滑基准电流指令值信号(q轴电流指令值)，利用电枢电 流的运算式，即取d轴电流的平方与q轴电流的平方的相加值的平方根的 运算式，逆运算倒滑用电流指令值(d轴电流指令值)。电动机温度信号是在电动机500的定子510中设置的温度传感器的输 出信号。倒滑基准电流指令值信号是倒滑时由电流指令运算部161运算并 输出的电流指令值信号,表示d轴电流指令值信号及q轴电流指令值信号。 倒滑基准温度信号是与预先存储在存储器(省略图示)的存储信息相关的 信号，是与倒滑时对电流指令运算部161的运算所采用的倒滑运算用映像 进行设定时的电动机500的定子510的温度相关的信号。另外，在本实施例中，举例说明了利用所述损失P1的运算式来运算倒 滑用电流指令值的情况。作为用于运算倒滑用电流指令值的方法，还可以采用下述运算方式，即，按照电动机500的损失P1不变化的方式，对倒滑基准电流指令值仅调节因温度变化使电枢绕组511的绕组电阻R变动的根据本实施例，在电枢绕组511的温度降低，使得电枢绕组511的电 阻值减小相当于温度降低的量的状态下，能够在电枢绕组511的温度比电 流指令值运算用映像设定时的温度条件低、电动机500的损失变小时对其 进行补偿，可稳定地防止再生的发生，实现从倒滑状态的摆脱。(实施例3) 根据图16，说明本发明的第三实施例。本实施例是第一实施例的改良，其特征之一在于，按照倒滑时由驱动 专用发电机200供给的多余电力与通过运算得到的多余电力指令值一致的 方式，将用于运算倒滑用电流指令值的倒滑用电流运算部191设置于倒滑 控制部150。另外，其他的构成与第一实施例相同，因此省略其说明。在第二实施例的温度补偿方法中，需要根据电动机500的动作点(扭 矩、转速)的变化，始终求取倒滑基准损失。而且，在该运算中釆用了所 有的指令值。因此，在指令值与实际值之间产生了差异的情况下，可认为 再生能量有可能大于损失能量。鉴于此，本实施例中对实际的状态进行反 馈，并与之对应使再生能量不大于损失能量。如图16所示，倒滑用电流运算部191被输入发电机输出电流信号、 发电机输出电压信号、倒滑基准电流指令信号及电动机旋转信号作为输入 信息，根据这些输入信息，运算倒滑时所需要的倒滑用电流指令值(d轴 电流指令值)，并将倒滑用电流指令值信号作为输出信息向变换器控制部 160 (减法器162)输出。因此，倒滑用电流运算部191具备多余电力指令 运算部192、多余电力运算部193及电流指令运算部194。多余电力指令运算部192被输入电动机旋转信号作为输入信息，利用 预先设定并存储于存储器(省略图示)的、表示多余电力指令值与倒滑速 度的关系的映像(数据表)，运算与根据电动机旋转而获得的倒滑速度对 应的多余电力指令值，并将多余电力指令值信号作为输出信息向电流指令运算部194输出。多余电力运算部193被输入发电机输出电流信号及发电机输出电压信号作为输入信息，根据发电机输出电流与发电机输出电压的乘积运算多余电力，并将多余电力信号作为输出信息向电流指令运算部194输出。发电 机输出电流信号及发电机输出电压信号，是在驱动专用发电机200的输出 端设置的传感器或电压调节器240的输出信号。电流指令运算部194被输入由变换器控制部160的电流指令运算部 161输出的倒滑基准电流指令值信号(d轴电流指令值信号)、多余电力 信号及多余电力指令值信号作为输入信息，运算多余电力与多余电力指令 值的差值，并按照多余电力与多余电力指令值一致的方式对该差值进行比 例积分，然后将基于该比例积分而得到的结果与倒滑基准电流指令值信号(d轴电流指令值)相加，运算倒滑用电流指令值(d轴电流指令值)， 并将倒滑用电流指令值信号(d轴电流指令值信号)向变换器控制部160(减法器162)输出。根据本实施例，可以使电动机500的损失总是大于电动机500所产生 的再生能量，能够更稳定地防止再生的发生，实现从倒滑状态的摆脱。(实施例4)根据图17，对本发明的第四实施例进行说明。首先，利用图17，说明本实施例的四轮驱动式混合动力汽车12的驱 动系统的构成。对于驱动后轮4的电动驱动系统而言，除了电动机500的驱动电源之 外，成为与第一实施例相同的构成。作为电动机500的驱动电源，采用了 电动机驱动用电池1000。电动机驱动用电池1000电连接在变换器装置400 的直流(输入)侦IJ。另一方面，驱动前轮2的驱动系统由具备发动机6、和通过离合器(省 略图示)以机械方式与发动机6连接的电动机发电机900的并联式混合动 力驱动系统构成。电动机发电机900以电动机驱动用电池1000作为驱动 电源。电动机驱动用电池1000电连接在变换器装置800的直流(输入) 侧。变换器装置800接收来自电路装置100的指令信号，将由电动机驱动用电池1000输出的直流电力变换为三相交流电力，并将该三相交流电力向电动机发电机900供给，来控制电动机发电机900的驱动。电动机发电 机900是永久磁铁式旋转电机，具有将永久磁铁埋设在铁心内部的转子、 具备通过集中巻或分布巻将线圈导体巻绕于铁心而构成的三相定子线圈 的定子。并联式混合动力驱动系统能够在低速行驶时由电动机发电机900 实现单独驱动、在中高速行驶时由发动机6实现单独驱动、在加速行驶时 或高负载行驶时由电动机发电机900和发动机6实现混合动力驱动。另外，在本实施例中，作为驱动前轮2的驱动系统，举例说明了采用 将电动机发电机900通过离合器与发动机6的曲轴直接连接的并联式混合 动力驱动系统的情况，但也可以采用将电动机发电机900替换成通过传送 带以机械方式与发动机6的曲轴连接的电动机发电机，并将其用于发动机 6的起动、加速行驶时的驱动助力及发电用的驱动系统。而且，在本实施例中，举例说明了将变换器装置800的控制装置设置 于电路装置IOO的情况，但也可以准备与电路装置IOO不同的电路装置， 将其设置于该电路装置。与第一实施例同样，本实施例的四轮驱动式混合动力汽车12在坡度 陡的坡路上会倒滑。因此，在本实施例中与第一实施例同样，将用于限制 倒滑速度的控制逻辑组入到驱动后轮4的电动机500的控制逻辑之中。由 此，在本实施例的四轮驱动式混合动力汽车12中也可实现与第一实施例 同样的效果。而且，在本实施例中，可以将由电动机发电机900发出的电力蓄积到 电动机驱动用电池1000中，并且可以将由电动机驱动用电池1000输出的 电力作为电源来驱动电动机500。因此，本实施例中，在四轮驱动式混合 动力汽车12发生了倒滑时，可以将由电动机500产生的再生能量蓄积到 电动机驱动用电池1000中，不会如第一实施例那样，浪费倒滑时的再生并且，在本实施例中，电路装置100根据对电动机驱动用电池1000的状态进行控制的控制装置(省略图示)所输出的输出信息，监视电动机驱动用电池1000的蓄电状态，在无法完全将电动机500所产生的再生能 量回收到电动机驱动用电池1000中时，与第一实施例同样，将电动机500所产生的再生能量作为电动机500的损失(铜损)而消耗。此时，在本实
施例中，按照电动机500所产生的再生能量总是比电动机500的损失高的 方式，从电动机发电机900或电动机驱动用电池1000供给多余电力。由 此，在本实施例的四轮驱动式混合动力汽车12中可实现与第一实施例同 样的效果。
另夕卜，即便在电动机驱动用电池1000充电时，电动机驱动用电池1000 不处于满充电或接近于满充电的状态，有时在瞬间流入大电流的情况下也 会判断为电动机驱动用电池IOOO为满充电。在这样的情况下也如上所述， 将电动机500所产生的再生能量作为电动机500的损失而消耗的方法是有 效的。例如，在容易打滑的坡道出发时或从深雪、泥泞中摆脱之际等，当 处于想要沿行进方向出发却因打滑而无法前进的状态时，驾驶者会踩踏油 门。结果，发动机转速与扭矩指令增大、产生再生，再生能量将被充入到 电动机驱动用电池1000中。但是，流入到电动机驱动用电池1000的电流 比较大，有可能判断为无法向电动机驱动用电池1000进行充电。因此， 不会将所有再生能量充电于电动机驱动用电池1000，在将其一部分作为电 动机500的损失而消耗的同时，来进行充电。由此，能够实现高效率对电 动机驱动用电池1000进行充放电的控制。
权利要求
1、一种车辆驱动装置用电路装置，其安装于具有电力变换装置和电动机的车辆驱动装置，所述电力变换装置控制由车载电源输出的电力，所述电动机接收由该电力变换装置控制的电力来产生车轮的驱动力，该电路装置被输入包括与来自驾驶者的驱动要求相关的信号的输入信号，输出用于控制所述电力变换装置的动作的指令信号，所述车辆驱动装置用电路装置的特征在于，在输入了用于检测车辆向与行进方向相反的方向后退的状态的信号，且根据该输入信号检测到的后退速度增大、超过了后退限制速度的情况下，按照由所述电力变换装置向所述电动机供给以所述后退限制速度为目标速度而用于限制所述后退速度的驱动电力的方式生成指令信号，并向所述电力变换装置输出该生成的指令信号。
2、 根据权利要求l所述的车辆驱动装置用电路装置，其特征在于，所述后退速度超过了所述后退限制速度时所输出的指令信号，按照用 于限制所述后退速度的驱动电力比所述后退速度超过所述后退限制速度 之前的驱动电力大的方式生成。
3、 根据权利要求l所述的车辆驱动装置用电路装置，其特征在于， 所述后退速度超过了所述后退限制速度时所输出的指令信号， 一直输出到根据与来自驾驶者的驱动要求相关的输入信号检测到存在来自驾驶 者的驱动要求为止。
4、 根据权利要求l所述的车辆驱动装置用电路装置，其特征在于， 所述后退速度超过了所述后退限制速度时所输出的指令信号，包括用于使所述电动机的损失大于所述电动机的负输出的指令。
5、 根据权利要求4所述的车辆驱动装置用电路装置，其特征在于，在输入了与所述电动机的温度相关的信号且根据该输入的信号检测 到所述电动机的温度变化时，改变用于使所述电动机的损失大于所述电动 机的负输出的指令。
6、 根据权利要求4所述的车辆驱动装置用电路装置，其特征在于，按照所述后退时输入与从所述车载电源向所述电力变换装置输出的 多余电力相关的信号、根据该输入的信号得到的多余电力成为根据所述后 退速度得到的多余电力的方式，改变用于使所述电动机的损失大于所述电 动机的负输出的指令。
7、 根据权利要求1所述的车辆驱动装置用电路装置，其特征在于，具有控制部，其向所述电力变换装置输出用于对所述电力变换装置的动作 进行控制的指令信号；检测部，其用于检测车辆的所述后退；和确定部，其在由该检测部检测到所述后退且所述后退速度超过了所述 后退限制速度的情况下，确定所述电动机的驱动力，在由所述检测部检测到车辆的所述后退且所述后退速度超过了所述 后退限制速度的情况下，所述控制部按照从所述电力变换装置向所述电动 机供给以所述后退限制速度为目标速度而用于限制所述后退速度的驱动 电力的方式生成指令信号，并向所述电力变换装置输出该生成的指令信 号。
8、 根据权利要求7所述的车辆驱动装置用电路装置，其特征在于， 所述检测部被输入与变速杆的范围位置、及制动器踏板的踩踏量相关的信号，在根据该输入的信号判定为车辆处于所述后退的状态时，输出用 于进行与所述后退对应的准备的准备模式信号。
9、 一种车辆驱动装置用电路装置，其安装于具有电力变换装置和电 动机的车辆驱动装置，所述电力变换装置控制由车载电源输出的电力，所 述电动机接收由该电力变换装置控制的电力来产生车轮的驱动力，该电路 装置被输入包括与来自驾驶者的驱动要求相关的信号的输入信号，输出用 于控制所述电力变换装置的动作的指令信号，所述车辆驱动装置用电路装 置的特征在于，预先设定了车辆向与行进方向相反的方向后退时用于执行对其速度 进行限制的控制的后退限制速度、及用于通过所述后退速度的限制控制将 所述后退速度保持在后退速度限制范围内的后退目标速度，在输入了用于对车辆向与行进方向相反的方向后退的状态进行检测的信号，且根据该输入信号检测到的后退速度增大、超过了后退限制速度 时，按照从所述电力变换装置向所述电动机供给用于维持所述后退、且使 所述后退速度朝向所述后退目标速度收敛并将其保持在所述后退限制速 度限制范围内的驱动电力的方式生成指令信号，并将该生成的指令信号向 所述电力变换装置输出。
10、 根据权利要求9所述的车辆驱动装置用电路装置，其特征在于，将所述后退目标速度设定为与所述后退限制速度相同的值。
11、 根据权利要求9所述的车辆驱动装置用电路装置，其特征在于， 将所述后退目标速度的绝对值设定为能够维持所述后退且比所述后退限制速度的绝对值小的值。
12、 一种车辆驱动装置用电路装置，其安装于具有发电机、电力变换 装置和电动机的车辆驱动装置，被输入包括与来自驾驶者的驱动要求相关 的信号的输入信号，输出用于控制所述电力变换装置及所述发电机的动作 的指令信号，其中，所述发电机被产生车轮的驱动力的内燃机驱动，所述 电力变换装置对由该发电机输出的电力进行控制，所述电动机接收由该电 力变换装置控制的电力，产生与由所述内燃机驱动的车轮不同的车轮的驱 动力，所述车辆驱动装置用电路装置的特征在于，在输入了用于对车辆向与行进方向相反的方向后退的状态进行检测 的信号，且根据该输入信号检测到的后退速度增大、超过了后退限制速度 时，按照由所述电力变换装置向所述电动机供给以所述后退限制速度为目 标速度而用于限制所述后退速度的驱动电力的方式生成指令信号，并向所 述电力变换装置输出该生成的指令信号，并且，按照由所述发电机向所述 电力变换装置供给用于产生所述驱动电力的发电输出的方式生成指令信 号，并向所述发电机输出该生成的指令信号。
13、 一种车辆驱动装置用电路装置，其安装于具有发电机、电力变换 装置和电动机的车辆驱动装置，被输入包括与来自驾驶者的驱动要求相关 的信号的输入信号，输出用于控制所述电力变换装置及所述发电机的动作 的指令信号，其中，所述发电机被产生车轮的驱动力的内燃机驱动，所述 电力变换装置对由该发电机输出的电力进行控制，所述电动机接收由该电 力变换装置控制的电力，产生与由所述内燃机驱动的车轮不同的车轮的驱动力，所述车辆驱动装置用电路装置的特征在于，预先设定了车辆向与行进方向相反的方向后退时用于执行对其速度 进行限制的控制的后退限制速度、及用于通过所述后退速度的限制控制将 所述后退速度保持在后退速度限制范围内的后退目标速度，在输入了用于对车辆向与行进方向相反的方向后退的状态进行检测 的信号，且根据该输入信号检测到的后退速度增大、超过了后退限制速度 时，按照从所述电力变换装置向所述电动机供给用于维持所述后退、且使 所述后退速度朝向所述后退目标速度收敛并将其保持在所述后退限制速 度限制范围内的驱动电力的方式生成指令信号，并将该生成的指令信号向 所述电力变换装置输出，并且，按照从所述发电机向所述电力变换装置供 给用于产生所述驱动电力的发电输出的方式生成指令信号，并向所述发电 机输出该生成的指令信号。
14、 根据权利要求13所述的车辆驱动装置用电路装置，其特征在于， 将所述后退目标速度设定为与所述后退限制速度相同的值。
15、 根据权利要求13所述的车辆驱动装置用电路装置，其特征在于， 将所述后退目标速度的绝对值设定为能够维持所述后退且比所述后退限制速度的绝对值小的值。
16、 一种车辆驱动装置，其与内燃机一同构成车轮的驱动系统，其特 征在于，具有产生向所述车轮传递的驱动力的电动机；控制由车载电源供给的电力，并向所述电动机供给的电力变换装置；和控制所述电力变换装置的动作，来控制所述电动机的驱动的控制装置，在车辆向与行进方向相反的方向后退且其后退速度超过了后退限制 速度时，所述控制装置按照利用所述电动机的驱动力以所述后退限制速度 为目标速度控制所述后退速度的方式控制所述电力转换装置的动作，从而 控制所述电动机的驱动。
17、 根据权利要求16所述的车辆驱动装置，其特征在于，所述控制装置按照使控制所述后退速度的所述电动机的驱动力比所述后退速度超过所述后退限制速度之前时的驱动力大的方式，控制所述电 力变换装置的动作，从而控制所述电动机的电枢电流。
18、 根据权利要求16所述的车辆驱动装置，其特征在于， 所述控制装置在从所述车轮接收与所述后退对应的驱动力而使得所述电动机逆向旋转的状态下，持续所述电动机的驱动力对所述后退速度的 控制直到踩踏油门时为止。
19、 根据权利要求16所述的车辆驱动装置，其特征在于， 所述控制装置按照所述电动机的损失大于所述电动机的负输出的方式，且在所述电动机中产生控制所述后退速度的驱动力的方式，控制所述 电力变换装置的动作，从而控制所述电动机的电枢电流。
20、 根据权利要求19所述的车辆驱动装置，其特征在于， 所述控制装置根据与所述电动机的电枢温度的变化对应的所述电动机的电枢绕组电阻的变化，控制所述电力变换装置的动作，从而控制所述 电动机的电枢电流的无效量。
21、 根据权利要求19所述的车辆驱动装置，其特征在于， 所述控制装置根据作为多余量从所述车载电源向所述电力变换装置输出的电力控制所述电力变换装置的动作，从而控制所述电动机的电枢电 流的无效量。
22、 一种车辆驱动装置，其与内燃机一同构成车轮的驱动系统，其特征在于，具有产生向所述车轮传递的驱动力的电动机；控制由车载电源供给的电力，并向所述电动机供给的电力变换装置 ，和控制所述电力变换装置的动作，来控制所述电动机的驱动的控制装置，所述控制装置中预先设定有车辆向与行进方向相反的方向后退时用 于执行对其速度进行限制的控制的后退限制速度、及用于通过所述后退速 度的限制控制将所述后退速度保持在后退速度限制范围内的后退目标速 度，在检测到所述后退且所述后退速度超过了所述后退限制速度时，所述控制装置按照维持所述后退且使所述后退速度朝向所述后退目标速度收 敛并将其保持在所述后退限制速度限制范围内的方式，控制所述电力变换 装置的动作，从而控制所述电动机的驱动。
23、 根据权利要求22所述的车辆驱动装置，其特征在于， 所述后退目标速度是所述后退限制速度。
24、 根据权利要求22所述的车辆驱动装置，其特征在于， 所述后退目标速度的绝对值是能够维持所述后退且比所述后退限制速度的绝对值小的值。
25、 一种车辆驱动装置，其特征在于，具有-由产生车轮的驱动力的内燃机驱动的发电机；对由该发电机输出的电力进行控制的电力变换装置； 电动机，其接收由该电力变换装置控制的电力，产生与由所述内燃机 驱动的车轮不同的车轮的驱动力；和控制装置，其控制所述电力变换装置的动作，来控制所述电动机的驱动，在车辆向与行进方向相反的方向后退且其后退速度超过了后退限制 速度时，所述控制装置按照利用所述电动机的驱动力以所述后退限制速度 为目标速度控制所述后退速度的方式控制所述电力转换装置的动作，来控 制所述电动机的驱动，并且，按照从所述发电机向所述电力变换装置供给 用于限制所述后退速度的发电输出的方式，控制所述发电机的动作。
26、 一种车辆驱动装置，其特征在于，具有 由产生车轮的驱动力的内燃机驱动的发电机； 对由该发电机输出的电力进行控制的电力变换装置；电动机，其接收由该电力变换装置控制的电力，产生与由所述内燃机 驱动的车轮不同的车轮的驱动力；和控制装置，其控制所述电力变换装置的动作，来控制所述电动机的驱动，所述控制装置中预先设定有车辆向与行进方向相反的方向后退时用 于执行对其速度进行限制的控制的后退限制速度、及用于通过所述后退速 度的限制控制将所述后退速度保持在后退速度限制范围内的后退目标速度，在检测到所述后退且所述后退速度超过了所述后退限制速度时，所述 控制装置按照维持所述后退且使所述后退速度朝向所述后退目标速度收 敛并将其保持在所述后退限制速度限制范围内的方式，控制所述电力变换 装置的动作，来控制所述电动机的驱动，并且，按照从所述发电机向所述 电力变换装置供给用于限制所述后退速度的发电输出的方式，控制所述发 电机的动作。
27、 根据权利要求26所述的车辆驱动装置，其特征在于， 所述后退目标速度是所述后退限制速度。
28、 根据权利要求26所述的车辆驱动装置，其特征在于， 所述后退目标速度的绝对值是能够维持所述后退且比所述后退限制速度的绝对值小的值。
全文摘要
一种车辆驱动装置用电路装置，在电动机控制装置(120)中设置有倒滑控制部(150)，其用于在检测到倒滑且倒滑速度超过了倒滑速度限制值时，一边维持倒滑，一边按照利用电动机(500)的驱动力以倒滑速度限制值为目标速度限制倒滑速度的方式，控制变换器装置(400)的动作，以控制电动机(500)的电枢电流。由此，可进一步提高车辆的行驶性能。
文档编号B60L3/00GK101239593SQ200810008909
公开日2008年8月13日 申请日期2008年1月25日 优先权日2007年2月9日
发明者井村进也, 山本立行, 诹访时人, 金子悟 申请人:株式会社日立制作所